Upload
doxuyen
View
236
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
(c) 2015 Prof. Dr. F. Feldmeier, Rosenheim
Bundesverband Wintergarten 2015 Berlin
Seite 1
Praktische GlasdimensionierungDIN 18008– Wintergarten – Terrassendach– Fassade
Prof. Dr. Franz FeldmeierHochschule Rosenheim
Historie
Dimensionierung - NachweisBeispiel Fassade
EinwirkungenBeispiel Terrassendach
Vor-DimensionierungBeispiel Wintergarten
Bild Fa. Knopp
(c) 2015 Prof. Dr. F. Feldmeier, Rosenheim
Bundesverband Wintergarten 2015 Berlin
Seite 2
Werkstoff Glas
Transparent
SprödeStatikFestigkeitBemessung
WärmeschutzSommerWinter
Sicherheit
Schall…
Glas als transparente Ausfachung
Traditionelles Sicherheitskonzept:
Glas bricht spröde !
Glas darf brechen !
Begrenzung der Belastungnur Eigengewicht und Wind
Begrenzung von Folgeschädennur Ausfachung
Einfacher Ersatz bzw. Austausch
(c) 2015 Prof. Dr. F. Feldmeier, Rosenheim
Bundesverband Wintergarten 2015 Berlin
Seite 3
DIN 18056 : 1966 Fensterwände (zurückgezogen)
Glas darf brechen ?
Glas darf nicht brechen!Glas bricht spröde !
Sicherheitskonzept ?
Festigkeit ?
Ingenieurgemäße Bemessungincl. Materialwerte
vorgespanntes GlasESG (TVG)Biegefestigkeit
Verbund(sicherheits)glasVSGResttragfähigkeit
(c) 2015 Prof. Dr. F. Feldmeier, Rosenheim
Bundesverband Wintergarten 2015 Berlin
Seite 4
Zulässige Biegezugspannung(Float) 18 MPa
„Überkopfverglasung“
Resttragfähigkeit
VSG
Regelwerke
TRLV 1998 Technische Regeln für die Verwendung vonlinienförmig gelagerten Verglasungen
Regelwerke
TRAV 2003 Technische Regeln für die Verwendung vonabsturzsichernden Verglasungen
Zulässige GlasprodukteVSG – ESG
Statische BelastungHolmlast
Dynamische BelastungPendelschlag
(c) 2015 Prof. Dr. F. Feldmeier, Rosenheim
Bundesverband Wintergarten 2015 Berlin
Seite 5
Regelwerke
Anforderungen an begehbare Verglasungen; Empfehlungen für das Zustimmungsverfahren
Regelwerke
Anforderungen an für Reinigungs- und Wartungsmaßnahmenbetretbare Verglasungen
GS-Bau 18 Grundsätze für die Prüfung der Arbeitssicherheit– Ausgabe – Februar 2001
(c) 2015 Prof. Dr. F. Feldmeier, Rosenheim
Bundesverband Wintergarten 2015 Berlin
Seite 6
Regelwerke
TRPV 2006
Technische Regeln für die Verwendung vonpunktförmig gelagerten Verglasungen
Aussteifung der Tragkonstruktion durch Glas
Lastabtragende Konstruktionen
Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung abZ
Zustimmung im Einzelfall an ZiE
DIN ?
EN ?
ISO ?
DIBt - Technische Regeln
DIN 18008
2004 - 2010
(c) 2015 Prof. Dr. F. Feldmeier, Rosenheim
Bundesverband Wintergarten 2015 Berlin
Seite 7
DIBT SVA Glas NA 005-09-25 AA
Technische Regeln DIN 180082010-12
TRLV Teil 1 Grundlagen Teil 2 Linienförmig gelagert2013-07
TRPV Teil 3 Punktförmig gelagert
TRAV Teil 4 AbsturzsicherndZustimmung im Teil 5 begehbarEinzelfall Teil 6 betretbar (in Arbeit)
Alle wesentlichen Anforderungen und Regelungender TR wurden beibehalten!
1 Anwendungsbereich4 Bauprodukte5 Anwendungsbedingungen6 Einwirkungen und Nachweise6.1 Grenzzustände für statische Einwirkungen (Holm-Last)6.2 Grenzzustände für stoßartige Einwirkungen (Pendelschlag)
Anhang ANachweis der Stoßsicherheit und Resttragfähigkeit durchBauteilversuche
Anhang BKonstruktionen, deren Stoßsicherheit und Resttragfähigkeit durchVersuche bereits erbracht ist
DIN 18008 - 4: 2013-07 Teil 4: Zusatzanforderungen an absturzsichernde Verglasungen
alles wie TRAV bisher!
(c) 2015 Prof. Dr. F. Feldmeier, Rosenheim
Bundesverband Wintergarten 2015 Berlin
Seite 8
NEU Anhang CNachweis der Stoßsicherheit von Glasaufbauten durch BerechnungC.2 Vereinfachtes Nachweisverfahren: Statische ErsatzlastC.3 Dynamisch transiente Simulation des Stoßvorganges
Versuchkann durch Berechnung ersetzt werden
DIN 18008 - 4: Absturzsichernde Verglasung
Historie
Dimensionierung - NachweisBeispiel Fassade
EinwirkungenBeispiel Terrassendach
Vor-DimensionierungBeispiel Wintergarten
(c) 2015 Prof. Dr. F. Feldmeier, Rosenheim
Bundesverband Wintergarten 2015 Berlin
Seite 9
Der statische Nachweis – Ein Arbeitsplan
1. Beschreibung des Systems- Geometrie: Scheibenaufbau, Abmessungen und Lagerung- Material: Beschreibung, Festigkeit- Gebäude und Einbaubedingung
2. Bestimmung aller Einwirkungen (Lastannahmen)- Wind, Schnee, Eigengewicht, Holmlast, Anprall, Klimalasten, ...- Definition der Lastfallkombinationen und Lastverteilung
3. Berechnung der Auswirkung- Verformung und Biegespannung
4. Nachweis- Tragfähigkeit – Tragwiederstand (Kriterium: Biegespannung)- Gebrauchstauglichkeit – (Kriterium: Verformung)
5. Konstruktive Durchbildung
LF2 Einwirkung Wind + Klima
Spannung 19,5 kN/mm² zulässige Spannung 18,0 kN/mm² +15%
Der statische Nachweis – Ein Beispiel
Geometrie: 4-16-4 Float; 1600 x 1600 mm² vierseitig; vertikal
Lastannahmen: Winddruck 0,8 kN/m²; Klimalast 16 kPa
TRLV 2014LF1 Einwirkung Wind 0,8 kN/m²
Spannung 17,4 kN/mm² zulässige Spannung 18,0 kN/mm²
KonstruktionGlaseinstand 15mm
viel zu kompliziert?
nicht praxisgerecht?
Bemessungsdiagramme
(c) 2015 Prof. Dr. F. Feldmeier, Rosenheim
Bundesverband Wintergarten 2015 Berlin
Seite 10
TRLV(Vor)Bemessungsdiagramme – der einfache Weg
Stand der Technik 1998: TRLV
Lastannahmen: DIN 1055-4 : 1986 WindlastenDIN 1055-5 : 1975 Schneelastenbei Isolierglas: Klimalasten „Sommer“ – „Winter“Kombinationsregeln: Wind + 0,5Schnee + Klima
viele LastfälleNachweis: „Sigma-zulässig“
viel zu kompliziert!
Bemessungsdiagrammeift Forum 1997 – 1999Hadamar Nr. 2 2001
Software
(c) 2015 Prof. Dr. F. Feldmeier, Rosenheim
Bundesverband Wintergarten 2015 Berlin
Seite 11
Stand der Technik 2005:TRLV 1998
Lastannahmen:DIN 1055-4 : 2005 WindlastenDIN 1055-5 : 2005 Schneelastenbei Isolierglas: Klimalasten
Standsicherheitsnachweis:Zulässige Spannung
vorhanden ≤ zulässig
Float: zul = 18 (12) N/mm²
Stand der Technik 2015:DIN 18008
Lastannahmen:DIN 1991-1-4 : 2010 WindlastenDIN 1991-1-3 : 2010 Schneelastenbei Isolierglas: Klimalasten
Nachweis nach DIN 18008- Was hat sich geändert?
Grenzzustand der TragfähigkeitDIN EN 1990 (GZT):Methode der Teilsicherheitsbeiwerte
Ed ≤ Rd
Ed Bemessungswert BeanspruchungRd Bemessungswert Tragwiderstand.
TRLV 2014LF1 Einwirkung Wind
Spannung 17,4 kN/mm² zulässige Spannung 18,0 kN/mm²
LF2 Einwirkung Wind + Klima
Spannung 19,5 kN/mm² zulässige Spannung 20,7 kN/mm²
DIN 18008 2015LF1 Einwirkung Wind x 1,5
Spannung 26,2 kN/mm² Tragwiderstand 31,5 kN/mm²
LF2 Wind x 1,5 + Klima x 1,5 x
Spannung 28,3 kN/mm²Tragwiderstand 31,5 kN/mm²
Der statische Nachweis – Ein Beispiel
Geometrie: 4-16-4 Float; 1600 x 1600 mm² vierseitig vertikal
Lastannahmen: Wind 0,8 kN/m²; Klimalast 16 kPa
Ergebnis: keine wesentliche Änderung
(c) 2015 Prof. Dr. F. Feldmeier, Rosenheim
Bundesverband Wintergarten 2015 Berlin
Seite 12
Konzept der Teilsicherheitsbeiwerte(DIN 1055-100 = DIN EN 1990)
weitere Einflüsse modk
z.B. Einwirkungsdauer
? <
charakteristischer Wert des Widerstandes kR
z.B. Glasfestigkeit EN 572-1
charakteristischer Wert der Einwirkung kF
z.B. Windlasten nach 1055-4
Bemessungswert der Einwirkung
kFd FF Teilsicherheitsbeiwerte
Einwirkung F Material M
Möglichkeit ungünstiger Abweichung, Unsicherheit der Annahmen
Unsicherheit im statischen Modelle Unsicherheit der Geometrie
Bemessungswert des Tragwiderstands
Mkmodd /RkR
statisches Modell
)F(EE ddd
Kombinationsregeln der Einwirkung
j,djd FF
statisches Modell
)F(EE ddd
Kombinationsregeln der Beanspruchung
j,djd EE
Bemessungswert der Beanspruchung dE
Konzept „zulässige Spannung“(TRLV)
Teilsicherheitsbeiwert Einwirkung F Material M
Möglichkeit ungünstiger Abweichung, Unsicherheit der Annahmen
Unsicherheit im statischen Modelle Unsicherheit der Geometrie
? <
charakteristischer Wert des Widerstandes kR
z.B. Glasfestigkeit EN 572-1
charakteristischer Wert der Einwirkung kF
z.B. Windlasten nach 1055-4
Bemessungswert des Tragwiderstands
/RR kd
weitere Einflüsse modk
z.B. Einwirkungsdauer
statisches Modell
)F(EE ddd
Kombinationsregeln der Einwirkung
j,djd FF
statisches Modell
)F(EE ddd
Kombinationsregeln der Beanspruchung
j,djd EE
Bemessungswert der Beanspruchung dE
vorhandene Spannung
zulässige Spannung
(c) 2015 Prof. Dr. F. Feldmeier, Rosenheim
Bundesverband Wintergarten 2015 Berlin
Seite 13
Stand der Technik 2015: DIN 18008
Einwirkungen: DIN EN 1991-1 : 2010 Windlasten, Schneelast, ...DIN 18008 Klimalasten (Wetter und Ortshöhe)DIN 1990: 2010 Grundlagen Tragswerkplanung:
Teilsicherheitsbeiwert Last, Kombinationsbeiwert
sehr viele Lastfälle
Nachweis DIN EN 1990: 2010
Grenzzustand der Tragfähigkeit (GZT):
Auswirkung (Biegespannung) :
Tragwiderstand: DIN 18008:
M
kcd
fkkR
mod
dd RE
ddd FEE
Stand der Technik 2015: DIN 18008
Tragwiderstand
8.3.7 Für Gläser ohne thermische Vorspannung:
Dabei istfk charakteristische Wert der Biegezugfestigkeit (Float = 45 MPa)M = 1,8 Teilsicherheitsbeiwert (Material~)
kmod Beiwert zur Berücksichtigung der Lasteinwirkungsdauer:kmod = 0,7 Einwirkungskombinationen mit kurzzeitigen Einwirkungen
(Wind, Holmlast, etc.)kmod = 0,4 mittlerer Dauer (Schnee, Klimalast) ohne kurzzeitigen
Einwirkungenkmod = 0,25 für ausschließlich Dauerlast (Ortshöhe!)
M
kcd
fkkR
mod
(c) 2015 Prof. Dr. F. Feldmeier, Rosenheim
Bundesverband Wintergarten 2015 Berlin
Seite 14
TRLVBemessungsdiagramme – der einfache Weg
DIN 18008Bemessungsdiagramme – der einfache Weg
(c) 2015 Prof. Dr. F. Feldmeier, Rosenheim
Bundesverband Wintergarten 2015 Berlin
Seite 15
30. Sep 2015Überarbeitung 18008-1 und -2 beschlossen
1
2
3
DIN 18008 - 2: 2016 ??
3 2 1
+ Gebrauchstauglichkeit?
(c) 2015 Prof. Dr. F. Feldmeier, Rosenheim
Bundesverband Wintergarten 2015 Berlin
Seite 16
Die Glasdimensionierungnach DIN 18008 ist einfach umsetzbarwie bisher!
• Bemessungs-diagramme
• Software
Historie
Dimensionierung - NachweisBeispiel Fassade
EinwirkungenBeispiel Terrassendach
Vor-DimensionierungBeispiel Wintergarten
(c) 2015 Prof. Dr. F. Feldmeier, Rosenheim
Bundesverband Wintergarten 2015 Berlin
Seite 17
∙
Wind
Aerodynamischer Beiwert
Cp,1GebäudegeometrieGebäudeteilfläche
stark differenziert
Winddruck0,8 ... 1,3 kN/m²
Windsog1,1 ... 1,9 kN/m²
WindWand
(c) 2015 Prof. Dr. F. Feldmeier, Rosenheim
Bundesverband Wintergarten 2015 Berlin
Seite 18
Aerodynamischer Beiwert
Cp,1 ... Cp,10
GebäudegeometrieGebäudeteilfläche
stark differenziert
WindDach
Windsog
1,9 ... 3,3 kN/m²
Schnee
(c) 2015 Prof. Dr. F. Feldmeier, Rosenheim
Bundesverband Wintergarten 2015 Berlin
Seite 19
Charakteristische Wert: skSchneelast am Boden
SchneelastzonenHöhe über Meeresniveau (=NN)
DIN 1991-1-3 Schneelasten2010-12
∙
DIN 1991-1-3 Schneelasten2010-12
∙
Formbeiwert: Gebäude-GeometrieDach-Teilfläche
Schnee10 kN/m²
Schnee0,8 ... 3 kN/m²
(c) 2015 Prof. Dr. F. Feldmeier, Rosenheim
Bundesverband Wintergarten 2015 Berlin
Seite 20
Druckdifferenz bei MIG : DIN 18008-1
Klima
16 kN/m²
komplex
einfach
1979 1998 20152005
TRLVÜberkopfverglasungKlimalast
HadamarNr.2
Nac
hw
eis
EN 1990Grundlagen der TragwerksplanungEN 1991-1Lastannahmen
DIN 18008
zu kompliziert
?
(c) 2015 Prof. Dr. F. Feldmeier, Rosenheim
Bundesverband Wintergarten 2015 Berlin
Seite 21
Lastannahmen EN 1991-1-xmit Programmunterstützung
• Software
Historie
Dimensionierung - NachweisBeispiel Fassade
EinwirkungenBeispiel Terrassendach
Vor-DimensionierungBeispiel Wintergarten
(c) 2015 Prof. Dr. F. Feldmeier, Rosenheim
Bundesverband Wintergarten 2015 Berlin
Seite 22
Bemessung DIN 18008
Bemessung DIN 18008
Teil 3: Punktförmig gelagerte Verglasungen
Teil 4: Zusatzanforderungen an absturzsichernde Verglasungen
Teil 5: Zusatzanforderungen an begehbare Verglasungen
Teil 6: Zusatzanforderungen an zu Reinigungs- und Wartungsmaßnahmen betretbare Verglasungen
Teil 7: Sonderkonstruktionen
(c) 2015 Prof. Dr. F. Feldmeier, Rosenheim
Bundesverband Wintergarten 2015 Berlin
Seite 23
oben 8 mm ESG - unten 2 x 6 mm VSG Floatist (meist?) ausreichend
Sichere Seite ?
I. Viel Wind: 3,9 kN/m² Windsog 1,5 kN/m² SchneeII. Viel Schnee: 2,7 kN/m² Windsog 3,5 kN/m² Schnee
ohne Anwehen, Abgleiten
ausreichend ?• Statisch• Wirtschaftlich
Sichere Seite ?
(c) 2015 Prof. Dr. F. Feldmeier, Rosenheim
Bundesverband Wintergarten 2015 Berlin
Seite 24
Sichere Seite ?
Die Glasdimensionierungnach DIN 18008 ist umsetzbar!
• Bemessungsdiagramme
• Software
Vielen Dank!
Praktisch? so „einfach“ wie bisher